2.2不同类型清水剂对原油组分油滴聚并行为的影响

2.2.1阳离子清水剂对原油组分油滴聚并行为的影响

油滴聚并的过程涉及到2个微观过程：(1)2个油滴接近后，界面间排液；(2)活性物质在界面发生移动，界面破裂，油滴聚并，期间由于“界面张力梯度效应”会阻碍界面破裂。图4为阳离子清水剂对不同原油组分油滴聚并速率的影响。由图4(a)可以看出，在阳离子清水剂的作用下，胶质、芳香分和饱和分的界面稳定性随温度升高而增强(其中饱和分的增强最为明显)，但沥青质的稳定性却逐渐下降，表明阳离子清水剂在清水过程中可能主要是与沥青质作用后促进油滴聚并。界面张力的测定结果表明，阳离子清水剂并不能降低胶质、芳香分和饱和分与水之间的界面张力(见图5)，因此不会削弱界面张力梯度效应促进聚并；但阳离子清水剂相对分子质量大，会增加水相黏度，油滴排液速率下降，从而导致界面稳定性增强，油滴聚并速率减慢。阳离子清水剂却能降低沥青质与水之间的界面张力，削弱界面张力梯度效应促进油滴聚并。阳离子清水剂中带有大量酰胺，可能会与沥青质中的极性基团形成氢键，增加沥青质的亲水性，从而降低界面张力；另外，如果1个阳离子清水剂分子同时作用于2个油滴时，还有可能促进排液，从而促进聚并。由图4(b)可以看出，随着阳离子清水剂质量浓度的增大，其对胶质界面聚并的阻碍增大，对沥青质界面聚并的促进也增大。

图4阳离子清水剂对不同原油组分油滴聚并速率的影响

图5阳离子清水剂质量浓度(ρ(PAM-DAC))对不同原油组分-水界面张力(IFT)的影响

2.2.2两性离子清水剂对原油组分油滴聚并行为的影响

图6为两性离子清水剂对不同原油组分聚并速率的影响。由图6(a)可知，不同温度下，两性离子清水剂会导致胶质和沥青质界面稳定性下降，饱和分和芳香分界面稳定性增强。表明两性离子清水剂在清水过程中可能主要是与沥青质和胶质作用后促进油滴聚并。两性离子清水剂结构中同时存在阳离子基团和阴离子基团，部分阳离子基团和阴离子基团会因为相互间电荷中和作用而亲水性较弱，这时其分子链中含N五元环和硫酸根基团可能会与胶质和沥青质中的含N和含S基团之间有较强的范德华作用力，从而发生相互作用。两性离子清水剂存在时对油滴聚并有2种影响：(1)界面张力结果(见图7)表明，两性离子清水剂能降低所有原油组分与水之间的界面张力，即有能力削弱不同界面的界面张力梯度效应，促进聚并；(2)两性离子清水剂也是一种大相对分子质量聚合物，会增加水相黏度，降低油滴间排液速率阻碍聚并。两性离子清水剂对不同原油组分聚并速率的影响应该是这2种作用共同竞争的结果。

图6两性离子清水剂对不同原油组分油滴聚并速率的影响

由图6(b)可以看出，对于胶质油滴，随着两性离子清水剂质量浓度的增大，其聚并速率先增大后减小，这可能是由于两性离子清水剂质量浓度过高时水相黏度大，会抵消其降低界面张力的作用，因而聚并速率下降。

2.2.3非离子清水剂对原油组分油滴聚并行为的影响

图8为非离子清水剂对不同原油组分聚并速率的影响。由图8(a)可知，不同温度下，非离子清水剂可同时降低原油4种组分的界面稳定性，表明非离子清水剂在清水过程中与原油4种组分均可作用促进油滴聚并，温度升高促进作用增强。非离子清水剂具有两亲结构，其中环氧丙烷链段亲油，环氧乙烷链段亲水，与原油4种组分间均会有范德华作用力，相互作用后会增强界面分子的亲水性，从而降低界面张力(见图9)。另外，非离子清水剂相对分子质量小，不会增大水相黏度，因此可促进原油4种组分油滴间的聚并。由图8(b)可知，温度为60℃时非离子清水剂质量浓度增大，对沥青质和胶质油滴聚并的促进作用同样增强。

图7两性离子清水剂质量浓度(ρ(PDM-XS))对不同原油组分-水界面张力(IFT)的影响

图8非离子清水剂对不同原油组分油滴聚并速率的影响

图9非离子清水剂质量浓度(ρ(DMEA1231))对不同原油组分-水界面张力(IFT)的影响

3结论

(1)含聚污水中，界面上不同组分对油滴稳定性的影响由大到小顺序为：胶质、沥青质、芳香分、饱和分。

(2)阳离子清水剂在油、水分离过程中主要与沥青质作用促进水中油滴聚并，提高温度和增大清水剂添加量有助于油滴聚并；两性离子清水剂主要与沥青质和胶质作用促进水中油滴聚并，提高温度有助于油滴聚并；非离子清水剂在油、水分离过程中与原油中4种组分均可作用，促进水中油滴聚并，提高温度和增大清水剂添加量有助于油滴聚并。